国家自然科学基金(50279015)
- 作品数：9 被引量：350H指数：8
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- 粗粒土与结构接触面受载过程中的损伤被引量：22
- 2004年
- 进行了粗粒上与结构接触面单调和循环加载试验,基于宏细观测量结果,扩展了损伤概念以描述该类接触面在受载过程中的物态演化,及由于物态演化导致的力学特性从初始状态到最终稳定状态的连续变化过程.揭示了接触面损伤的细观物理基础主要是接触面内土的颗牲破碎和剪切压密这两种物态演化;指出接触面的剪胀体应变可以划分为可逆性和不可逆性剪胀体应变两部分,其中不可逆性剪胀体应变可作为接触面损伤发展的宏观量度,因此其归一化形式可作为一种损伤因子的定义;提出了建立粗粒土与结构接触面一种损伤本构关系的基本思路.
- 张嘎张建民
- 关键词：粗粒土接触面本构模型土动力学
- 粗粒土与结构接触面统一本构模型及试验验证被引量：64
- 2005年
- 在试验基础上建立了一个可统一描述粗粒土与结构接触面力学特性的本构模型。提出了新的建模思路,基于试验得到的接触面本构规律建立了模型的数学公式及参数确定方法。进行了多种法向边界条件下接触面单调和循环剪切试验,采用新建立的模型对试验结果进行了预测,模型预测结果与试验结果吻合良好。该模型参数易于确定,能够统一地描述包括单调与循环加载条件下接触面的应变软化、剪胀规律、异向性等主要力学特性,能够合理地考虑受载过程中接触面的物态及相应力学特性的演化,能够统一地描述低法向应力到高法向应力范围内接触面的力学响应。
- 张嘎张建民
- 关键词：接触面本构关系弹塑性
- 粗粒土与结构接触面的可逆性与不可逆性剪胀规律被引量：20
- 2005年
- 进行了粗粒土与结构接触面的单调和往返剪切试验,研究了接触面的剪胀特性。试验结果表明,接触面的剪胀体应变是由一个完全可逆性的体应变分量和一个不可逆性的体应变分量构成的。不可逆性剪胀体应变反映了接触面内的土颗粒破碎和剪切压密两种物态变化,其变化规律与接触面的应力相对位移关系的演化规律具有相似性,是接触面力学特性演化的一个重要量度。可逆性剪胀体应变存在相变点,并表现出明显的剪切异向性,该异向性的主要内因是由于剪切引起的结构面附近土的结构异向性。基于接触面受力变形机理分析,引入有效剪应变等概念,建立了剪胀方程。
- 张嘎张建民
- 关键词：接触面剪胀方程
- 粗粒土与结构接触面单调力学特性的试验研究被引量：121
- 2004年
- 使用新研制的大型土与结构接触面循环加载剪切仪,对粗粒土与人工粗糙钢板接触面在单调荷载作用下的力学特性进行了较系统的试验研究。从宏观和细观两个角度进行了测量,分析总结了粗粒土与结构接触面的基本力学特性和受力变形机理。试验表明:接触面的厚度约为5～6倍的平均粒径;接触面受剪时表现出明显的相对法向位移,其变化趋势与法向应力有关;接触面的变形可分解为同时发生、互相影响的土与结构交界面上的滑移变形以及结构面附近的土在结构面约束之下的剪切变形两部分,而后者是引起相对法向位移的主要原因;结构面粗糙度、土的种类和法向应力等因素对接触面的力学特性具有重要影响。
- 张嘎张建民
- 关键词：粗粒土接触面剪切仪
- 面板堆石坝挤压式边墙的概化数值模型及应用被引量：19
- 2005年
- 基于对挤压式边墙实际结构及工作性态分析,从合理性和简单性原则出发,建立了用于面板堆石坝应力位移有限元分析的挤压式边墙概化数值模型。该概化模型由等效板和等效接触面组成,分别采用了线弹性模型和清华接触面弹塑性损伤模型加以描述,其参数易于确定。采用该模型对某面板堆石坝应力变形进行了二三维有限元分析,并与原状模拟分析结果进行了对比。结果表明,概化数值模型能够合理地描述挤压式边墙的实际力学特性,且计算量较小,适用于面板堆石坝的应力变形有限元分析。
- 张建民张嘎刘芳
- 关键词：挤压式边墙面板堆石坝有限元接触面
- 用接触面弹塑性损伤模型分析群桩基础被引量：4
- 2005年
- 探讨了接触面弹塑性损伤模型在群桩基础响应分析中的适用性。建立了用于有限元分析的弹塑性损伤接触面单元。采用多种接触面模型及多组模型参数对单调和循环荷载作用下的群桩基础与地基相互作用进行了三维有限元分析。结果表明:弹塑性损伤单元能够合理地描述包括体应变及其与剪应变的耦合特性在内的接触面主要静动力学特性;接触面的力学特性对桩土相互作用分析有重要影响;Clough-Duncan模型和理想弹塑性模型不能反映接触面的体应变及其与剪应变耦合特性,算得的桩的响应与弹塑性损伤接触面单元差别较大。因此,使用弹塑性损伤接触面单元进行土体与结构物相互作用分析较为合理。
- 张嘎张建民
- 关键词：桩基接触面弹塑性本构模型
- 大型土与结构接触面循环加载剪切仪的研制及应用被引量：135
- 2003年
- 研制了TH -2 0t大型土与结构接触面循环加载剪切仪 ,可用于粗粒土与结构的接触面单调和循环加载试验 ,研究接触面的受力变形机理及规律。该设备可直接在接触面法线方向上施加常压力、常位移和常刚度 3种边界条件 ,施加较大的法向应力 ;进一步改进了接触面变形及应力的测量技术 ,可从宏观和细观两个方面对接触面受力变形进行精确测量。试验表明 ,该设备能够较好地再现和研究粗粒土与结构接触面的主要物理力学特性 ,包括接触面的切。
- 张嘎张建民
- 关键词：剪切仪接触面粗粒土试验仪器力学特性
- 循环荷载作用下粗粒土与结构接触面变形特性的试验研究被引量：78
- 2004年
- 使用新研制的大型土与结构接触面循环加载剪切仪,对粗粒土与结构接触面在循环荷载作用下的力学特性进行了系统的试验研究,从宏观和细观两个层次进行了分析测量,讨论了循环荷载作用下接触面受力变形的规律和机理。试验表明,在循环荷载作用下,粗粒土与结构接触面的相对法向位移总体上表现为单调增长,但在一个剪切循环内表现出有规律的增减变化,因此接触面的剪胀体变可以划分为可逆性和不可逆性两个分量。接触面表现出由于初次剪切造成的细观结构异向性导致的宏观结构异向性。剪切过程中接触面存在着土颗粒破碎和剪切压密两种物态变化机制,共同支配着接触面力学性质的变化。
- 张嘎张建民
- 关键词：粗粒土接触面循环荷载循环剪切动力特性
- 粗粒土与结构接触面的静动本构规律被引量：18
- 2005年
- 进行了系统的粗粒土与结构接触面静动力学试验以研究其本构规律。基于试验得到的宏观和细观测量结果,归纳总结了粗粒土与结构接触面静动力学特性的五条基本规律,即:(1)抗剪强度与法向应力近似成线性关系;(2)在一条法向应力不变条件下的单调剪切应力路径中,剪应力随着剪应变的增加而不断增长并趋向于一稳定值;(3)剪胀体应变由不可逆性和可逆性的体应变分量构成,可逆性剪胀体应变表现出明显的接触面异向性,与剪胀体应变有关的剪应变在总剪应变中所占比例在不同剪切阶段是不同的;(4)压缩性随着法向应力的增大而逐渐降低;(5)受载过程中发生物理状态及力学特性的演化并逐渐趋于稳定。
- 张嘎张建民
- 关键词：接触面力学特性粗粒土本构关系
